2025年5月11日日曜日

1112: フィールド(体)、フィールド(体)上方の\(k\)個の同一ベクトルたちスペース(空間)たちおよびベクトルたちスペース(空間)に関するアンチシンメトリック(反対称)テンソルたちスペース(空間)

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フィールド(体)、フィールド(体)上方の\(k\)個の同一ベクトルたちスペース(空間)たちおよびベクトルたちスペース(空間)に関するアンチシンメトリック(反対称)テンソルたちスペース(空間)の定義

話題


About: ベクトルたちスペース(空間)

この記事の目次


開始コンテキスト



ターゲットコンテキスト



  • 読者は、フィールド(体)、フィールド(体)上方の\(k\)個の同一ベクトルたちスペース(空間)たちおよびベクトルたちスペース(空間)に関するアンチシンメトリック(反対称)テンソルたちスペース(空間)の定義を得る。

オリエンテーション


本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。

本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。


本体


1: 構造化された記述


ここに'構造化された記述'のルールたちがある

エンティティ(実体)たち:
\( F\): \(\in \{\text{ 全てのフィールド(体)たち }\}\)
\( \{V, W\}\): \(\subseteq \{\text{ 全ての } F \text{ ベクトルたちスペース(空間)たち }\}\)
\( L (V, ..., V: W)\): \(= \text{ 当該テンソルたちスペース(空間) }\)、ここで、\(V\)は\(k\)回現われる
\(*\Lambda_k (V: W)\): \(= \{t \in L (V, ..., V: W) \vert t \in \{\text{ 全てのアンチシンメトリック(反対称)テンソルたち }\}\}\), \(\in \{\text{ 全ての } F \text{ ベクトルたちスペース(空間)たち }\}\)
//

コンディションたち:
//

\(\Lambda_k (V: W)\)は、"\(V\)の\(W\)の中への\(k\)-アンチシンメトリック(反対称)テンソルたちスペース(空間)"と呼ばれる。

\(\Lambda_k (V) := \Lambda_k (V: F)\)は、"\(V\)の\(k\)-コベクトルたちスペース(空間)"と呼ばれる。

\(\Lambda_k (V)\)の任意の要素は、"\(k\)-コベクトル"と呼ばれる。


2: 注


アンチシンメトリック(反対称)であることが意味するのは、任意の\(\sigma \in S^k\)、ここで、\(S^k\)は\(k\)-シンメトリックグループ(対称群)、に対して、\(t (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k}) = sgn \sigma t (v_1, ..., v_k)\)であること。

全ての\(\{V_1, ..., V_k\}\)たちは同一の\(V\)であることが要求される、なぜなら、そうでなければ、\(t (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k})\)は意味をなさないだろう。

\(\Lambda_k (V: W)\)は本当に\(F\)ベクトルたちスペース(空間)であることを見よう。

1) 任意の要素たち\(t_1, t_2 \in \Lambda_k (V: W)\)に対して、\(t_1 + t_2 \in \Lambda_k (V: W)\)(アディション(加法)の下で閉じていること): \(t_1 + t_2 \in L (V, ..., V: W)\)、なぜなら、\(t_j \in L (V, ..., V: W)\)であり、\(L (V, ..., V: W)\)は\(F\)ベクトルたちスペース(空間)である; \((t_1 + t_2) (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k}) = t_1 (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k}) + t_2 (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k}) = sgn \sigma t_1 (v_1, ..., v_k) + sgn \sigma t_2 (v_1, ..., v_k) = sgn \sigma (t_1 (v_1, ..., v_k) + t_2 (v_1, ..., v_k)) = sgn \sigma (t_1 + t_2) (v_1, ..., v_k)\)。

2) 任意の要素たち\(t_1, t_2 \in \Lambda_k (V: W)\)に対して、\(t_1 + t_2 = t_2 + t_1\)(アディション(加法)のコミュータティビティ(可換性)): それは、周囲\(L (V, ..., V; W)\)内で成立する。

3) 任意の要素たち\(t_1, t_2, t_3 \in \Lambda_k (V: W)\)に対して、\((t_1 + t_2) + t_3 = t_1 + (t_2 + t_3)\)(アディション(加法)たちのアソシアティビティ(結合性)): それは、周囲\(L (V, ..., V; W)\)内で成立する。

4) 以下を満たすある0要素、\(0 \in \Lambda_k (V: W)\)、つまり、任意の\(t \in \Lambda_k (V: W)\)に対して、\(t + 0 = t\)、がある(0ベクトルの存在): \(0\)マップ(写像)\(t_0 \in L (V, ..., V: W)\)は\(\Lambda_k (V: W)\)内にある、なぜなら、\(t_0 (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k}) = 0 = sgn \sigma t_0 (v_1, ..., v_k)\)、そして、\(t + 0 = t\)は成立する、なぜなら、それは、周囲\(L (V, ..., V; W)\)上で成立する。

5) 任意の要素\(t \in \Lambda_k (V: W)\)に対して、以下を満たすあるあるインバース(逆)要素\(t' \in \Lambda_k (V: W)\)、つまり、\(t' + t = 0\)、がある(インバース(逆)ベクトルの存在: \(t' := - t \in L (V, ..., V: W)\); \((- t) (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k}) = - (t (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k})) = - (sgn \sigma t (v_1, ..., v_k)) = sgn \sigma (- t (v_1, ..., v_k)) = sgn \sigma (- t) (v_1, ..., v_k)\)、したがって、\(- t \in \Lambda_k (V: W)\); \(- t + t = 0\)は成立する、なぜなら、それは、周囲\(L (V, ..., V: W)\)上で成立する。

6) 任意の要素\(t \in \Lambda_k (V: W)\)、任意のスカラー\(r \in F\)に対して、\(r . t \in \Lambda_k (V: W)\)(スカラーマルチプリケーション(乗法)の下で閉じていること): \(r . t \in L (V, ..., V: W)\); \(r . t (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k}) = r (t (v_{\sigma_1}, ..., v_{\sigma_k})) = r (sgn \sigma t (v_1, ..., v_k)) = sgn \sigma r (t (v_1, ..., v_k)) = sgn \sigma (r . t) (v_1, ..., v_k)\)、それが意味するのは、\(r . t \in \Lambda_k (V: W)\)。

7) 任意の要素\(t \in \Lambda_k (V: W)\)、任意のスカラーたち\(r_1, r_2 \in F\)に対して、\((r_1 + r_2) . t = r_1 . t + r_2 . t\)(スカラーたちアディション(加法)に対するスカラーマルチプリケーション(乗法)ディストリビュータビリティ(分配性)): それは、周囲\(L (V, ..., V; W)\)内で成立する。

8) 任意の要素たち\(t_1, t_2 \in \Lambda_k (V: W)\)、任意のスカラー\(r \in F\)に対して、\(r . (t_1 + t_2) = r . t_1 + r . t_2\)(ベクトルたちアディション(加法)に対するスカラーマルチプリケーション(乗法)ディストリビュータビリティ(分配性)): それは、周囲\(L (V, ..., V; W)\)内で成立する。

9) 任意の要素\(t \in \Lambda_k (V: W)\)、任意のスカラーたち\(r_1, r_2 \in F\)に対して、\((r_1 r_2) . t = r_1 . (r_2 . t)\)(スカラーマルチプリケーション(乗法)たちのアソシアティビティ(結合性)): それは、周囲\(L (V, ..., V; W)\)内で成立する。

10) 任意の要素\(t \in \Lambda_k (V: W)\)に対して、\(1 . t = t\)(1マルチプリケーション(乗法)のアイデンティティ(恒等性 )): それは、周囲\(L (V, ..., V; W)\)内で成立する。


参考資料


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